基于传动链仿真的发电机智能反演优化设计

作     者：刘晓 卜凡 林娉婷 张博 郭超 黄守道 LIU Xiao;BU Fan;LIN Pinting;ZHANG Bo;GUO Chao;HUANG Shoudao

作者机构：湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南机电职业技术学院电气工程学院湖南长沙410151 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2019YFB1503700) 湖南自然科学基金-科教联合资助项目(2019JJ70063) 

出 版 物：《湖南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hunan University:Natural Sciences)

年 卷 期：2023年第50卷第4期

页      码：114-124页

摘      要：提出了一种针对运行在传动链系统中的发电机智能反演优化设计方法,并以一台运行在传动链系统中的15 kW永磁同步发电机为研究对象,针对其运行效率对发电机的设计参数进行优化.首先,在充分考虑变流器侧对整个传动链系统的影响下,建立了面向传动链系统的协同仿真建模平台,验证了传动链的电磁设计参数与协同仿真计算平台的正确性;其次,通过方差分析从发电机的8个设计参数中选定6个敏感参数,并在选定优化变量后提出了一种基于遗传算法优化的拉丁超立方抽样方案,该抽样方案可以兼顾样本空间均匀分布与各变量维度投影的均匀性;然后,通过基于高斯随机过程的智能反演优化设计模型结合基于范围选择的多目标优化算法,获得发电机的效率与最大额定输出转矩的Pareto前沿,并针对优化后的齿槽参数进行绕组设计,结果显示优化后的效率为96.2%,对比其原始设计方案,发电机电磁损耗降低了16.8%,效率提高了0.6%;最后,通过实验验证了仿真平台的准确性,进一步说明了样本数据与优化设计的有效性.所提设计方法可针对不同规格的大型传动链系统展开优化设计,其优化方法具有一定的普适性,可用于我国海上大型传动链系统的一体化精确仿真计算与流程化优化设计.

主 题 词：永磁同步电机 有限元分析 智能反演 代理模型 多目标优化 

学科分类：0711[理学-心理学类] 080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2023221

馆 藏 号：203121254...